摘要：從改善其通流能力入手，通過理論分析和大量試驗最終達到了其結構參數的優化。前向多翼
風機葉輪的流道構成與一般風機不同點是：子午面的流道特別短，進出口直徑比D1／D2≥0.80；葉輪出口寬度特大，相對寬度b2／D2≥0.4；葉片數特多，最多可達72個。前向多翼風機葉輪流道寬而短，氣流狀況紊亂而無序，有些流道還充不滿氣流，很難建立起一個簡單的、符合實際的數學模型來進行流場分析通流能力φ與流量及全壓等參數一樣，也是前向多翼風機主要參數之一，通流能力是指在某一條等轉速線上達到最大全壓系數的流量系數值。典型的前向多翼風機特性曲線如圖1所示。從圖1可見，通流能力把曲線分為左右兩個區域。在左區內，全壓隨流量的增加而增加，全壓減去因流量增加而引起的動壓提高，仍可維持足夠的靜壓，氣流能夠克服阻力而順利通過流道。而右區內情況就不同了，隨著流量的增加，動壓仍繼續提高，但全壓值反而下降，當不能保證足夠的靜壓值時，氣流克服不了阻力而形成“阻塞”現象，這時曲線急劇跌落，全壓大幅度下滑，流量不再增加，全壓效率也下降幾十個百分點，性能曲線成“疲軟”狀態。通流能力φ越小，性能曲線就“疲軟”得越早，反之亦然。所以φ值是表征前向多翼風機軟硬特性的參數之一。從樣本查得11-62的φ值只有1.10，而結構上有某些改進的Comefri的TLZ風機φ值卻提高到1.35。由于通流能力的提高，在可使用的壓力范圍內，Comefri的TLZ風機的流量比11-62增加近一倍，最高全壓效率也提高了近5%。要提高前向多翼風機的通流能力，必須得找到限制通流的“瓶頸”位置，并加以結構改進，再通過試驗驗證，最后獲得最佳匹配。雖然前向多翼風機的流道較一般風機要寬闊得多，而且從風機進口到出口都有足夠大的空間可讓氣流順利通過，但實際上，并不是所有流道都那么暢通。根據大量試驗表明，“瓶頸”位置就在葉輪進口處。而過去一提到增加流量就加寬葉輪，有些前向多翼風機制造廠，把葉片相對出口寬度增加了20%～40%，派生出所謂寬型機。但實際上，無論是標準型還是寬型機，在葉輪進口處的“瓶頸”并沒有實質性改變，因此寬型機風量增加沒有預期的那么大，而且，由于葉輪的加寬還使寬型機的性能曲線變軟，更有甚者，過度加寬葉輪導致了前向多翼風機硬特性完全消失，變成后向風機的拋物線形下降特性。若改善葉輪進口流動，消除“瓶頸”，提高前向多翼風機的通流能力，筆者認為主要應從以下3個方面著手。（1）擴大葉輪進口面積，可采用加大進氣口外徑或增加葉片進氣角兩種方法。加大進氣口外徑，不但增加進氣口面積、減緩進氣速度，還讓部分進氣吹走了由于氣流突然膨脹而在葉輪近輪蓋處形成的渦流。這樣既可以增加流量，又可以改善進氣的流動性能。但若葉輪進氣口外徑過大，會影響整個葉輪壓力的提升，所以一般以增加主流面積15%～20%為宜。葉片進氣角則應盡量取大，通常取βA1=90°。（2）取適當的葉片數，葉片數不宜過多或太少，應保持中等。從理論上看葉片數越多葉輪出口的滑差越小，通過葉輪的氣流可獲得更大的功，有望提高更大的壓力。但是，葉片數過多勢必會增加摩擦損失和阻塞氣流，反過來又會對風機性能有負面影響。事實上，前向多翼風機葉輪，當葉片達到一定數量時，再增加其葉片數，對其性能已沒有什么影響，這時葉片數的選取則純粹從結構和工藝角度考慮。如國外有些風機廠，為了不同型號通用同一種葉片，葉輪采用拼裝滾鉚結構，靠增減葉片數派生出相鄰的機號來，所以按優先數排列的標準機號，不論機號大小都是38片或42片。（3）增加葉輪子午面的流道長度，使進出口直徑比D1／D2保持在0.82左右。通流能力提高以后，壓力有下降的趨勢，適當的減小D1使葉片流道加長、增大，在較大流量情況下，可以維持較高的靜壓，使性能曲線會更加平坦。用以上設計思路開發出來的樣機與11-62和Comefri的TLZ風機性能比較如圖2所示。從圖2可見新樣機的通流能力比11-62和Comefri的TLZ風機都大得多，新樣機的性能曲線也較后兩者平坦。由于大流量區全壓的提高，新樣機可應用的流量范圍也大幅度增加。
